浅谈像素工厂PF在DOM产品制作中的诸多优势

马莉莎

（河北省第三测绘院 河北省石家庄市 050000）

1 引言

DOM是根据像片的内外方位元素和地面数字高程模型对数字化的航空影像进行数字微分纠正获取DOM，再将影像镶嵌、公里格网以及地名注记数据复合而成。它具有精度高、信息丰富、直观真实等优点，既具有地图几何精度又有影像特征，可作为背景控制信息，从中提取自然资源和社会经济发展信息，为国土资源详查、防治灾害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据。像素工厂（PixelFactory，简称PF），它是由法国开发研制的地理信息生产系统，作为目前比较先进的海量遥感数据影像自动化处理系统，被称为“下一代工业化地理数据生产的解决方案”。PF集自动化、并行处理、多种影像兼容性、远程管理等特点于一身，代表了当前遥感影像数据处理技术的发展方向，它能够批量地生产出高质量的数字表面模型（DSM）和真DOM（TDOM）。PF实现了TDOM的商业化和大规模生长，并实现了针对TDOM的一系列解决方案，例如大气纠正、物理纠正、匀色、自动拼接等。主要用于地形图测绘、城市规划、城市环境变化监测等。

2 像素工厂的技术特点

相对于其它软件系统的正射影像制作，像素工厂在DOM制作中具有以下的独特技术特点：

2.1 大气校正

航摄过程中由于受到天气、气候、地形等非人为因素的影响，会不同程度的影响飞行质量，从而影响影像的质量。PF通过大气纠正的功能来改善原始影像的整体效果，从而减少后续影像调色的工作量。

2.2 拼接线

像素工厂能自动生成拼接线，并在生成拼接线时考虑到影像的辐射信息和建筑物的完整性，可以大大减少人工编辑拼接线的工作量，同时也减少了由于影像拼接线引起的拼接线两边颜色不一致现象。

2.3 参考影像

传统影像色调调整算法都是对全分辨率DOM进行调色，而像素工厂引入了快视影像的概念。由于快视图较小，操作更快捷，因此在像素工厂里，对影像颜色的处理都是在快视图上进行的，最后把快视图的辐射信息应用到全分辨率影像上，实现整幅影像的色彩调整，这样大大减少了在photoshop下的调色和图幅接边，极大地提高了工作效率。

2.4 影像拼接时考虑辐射信息

像素工厂在影像拼接的过程中会考虑影像整体及布局的辐射信息，并对其进行匀光处理，减小航带间色差对整体影像的影响。

3 像素工厂中DOM生产流程

利用像素工厂的关键节点，可以将DOM的生产流程分别为四个部分：空三优化，DSM制作，DEM制作，DOM制作。下面逐一进行详细描述。

3.1 空三优化

在空三优化的初期，主要是把控制点文件、POS数据、TIF格式的原始影像、测区范围数据导入像素工厂并建立测区。然后利用PF的强大计算功能，进行空三优化运算，从而得到最优的的外方位元素。

3.2 DSM制作

在影像导入时像素工厂会自动生成每张原始影像的快视影像，并把全分辨的原始影像转换成R、G、B三个波段的影像。然后利用空三优化成果创建模型，并用此模型生成分辨率为原始分辨率2～3倍的DSM，然后进行合并获得全测的DSM。

3.3 DEM制作

将已生成的DSM和原始影像重采样为原始分辨率10倍左右的DSM和影像，然后利用软件生成近TDOM（真正射影像），以此作为DEM编辑的参考影像。使用XV3D图形界面模块编辑原DSM，将内容为水面、房顶道路等非地面点及匹配错误点与真实的地面符合，从而获取满足DOM生产需求的DEM。

3.4 DOM制作

首先利用空三优化成果和已生成的DEM制作单片DOM。利用低分辨率DOM和DSM数据自动生成拼接线，叠加在高分辨率单片DOM上，使用ManageMosaicProject软件对拼接线进行人工修饰。此外利用低分辨率单片DOM与修饰过的拼接线生成低分辨率的整测区大图，并进行色彩的调整，获取整个测区色彩一致的效果图。最后利用修饰过的拼接线和效果图将高分辨率的单片DOM进行拼接，并按照要求进行单幅DOM成果的输出。

4 像素工厂的主要优势

根据生产实践，与其他软件制作DOM相比，像素工厂具有以下优势：

4.1 像素工厂的生产周期大大缩短

对于相同大小的测区，像素工厂的生产周期比单机版全数字摄影工作站快一倍以上。

假设测区概况如下：面积600km2，航片3000张，地形类别为平地，其中核心城区约为100km2，成图比例尺为1：1000，共计2400幅DOM。就PF和国内同类型软件进行对比，结论为PF生产周期为28d，投入4人共计81个产能，国产软件生产周期为39d，投入4人共计157个产能。分析如下：

（1）生产周期：PF明显优于国产软件。

（2）拼接线的处理。目前国产软件尚无有效地自动生成功能，仍需大量的人工投入进行填补，而PF基于DSM选取拼接线，并支持即时修改及拼接线处影像调色功能，都可以大幅度减少人力与时间的投入。

（3）关于DEM的获取。目前国内较为成熟的DEM获取方式为（尤其平原、丘陵类地形）提取特征先，构建TIN网再重采样为合适的DEM产品，但是对于数千片影像的特征线提取的工作量是巨大的，即便是平原地区，也需要20台测图软件同时运行至少2～3d。因此一般情况下，在没有可用的历史数据的情况下，作业单位一般是等待该项目的DLG采集完成后提取相应信息，在进行DEM、DOM的制作。

（4）从以往的作业经验而言，PF产品质量明显优于国产软件的质量，其直观表现在于产品的二级检查及修改的工作量。个人认为国产软件在拼接线处理上并无明确的思路与功能，目前多采用先匀光，再在第三方软件选取拼接线（如Arcmap），最后进行拼接并裁切输出（如ERDAS）。这样的产品质量漏洞多存在于拼接线节点选取的认为失误以及拼接线附近影像颜色过度不自然。这样的检查与修改的工作量是极为繁琐的，而PF可以大幅减少人力与时间。

4.2 像素工厂成图质量高

由于PF采用的是基于效果图进行匀光的生产流程，因此当效果图达到整体均匀、真实的条件下，高分辨率的DOM的色彩会利用空间坐标与效果图建立一一对应的关系，从而实现图幅内无明显拼接痕迹，图幅与图幅之间无任何拼接痕迹，影像色彩均匀。

4.3 像素工厂自动化大大提高

像素工厂采用自动过滤DEM算法和镶嵌线拼接算法，自动化程度大大提高，一方面保证了产品质量，一方面减少了人力资源的投入。

4.4 像素工厂有明显效率优势

像素工厂采用并进行集群处理方式，对海量影像数据的处理相对于独立影像处理工作站有明显的效率优势。

总体而言，PF的引入将大幅度提高DOM的生产效率，并且能够在没有DEM历史资料的前提下，尽快完成DOM的制作。这一点，相信是我国测绘软件的发展方向之一。

5 总结

如今，以“像素工厂（PF）”为代表的工业级一体化数据加工处理系统是当今世界一流的产品加工处理技术的集大成者，汇集了最新的计算机集群处理技术、分布式处理技术和智能遥感处理技术，代表了当前数据产品加工处理的最新发展方向，同时也使DSM和TDOM这两个产品得以大批量、高精度、高效率的生产。基于DOMTDOM和DSM的三维模型的快速建立对防震、防洪、灾害评估以及城乡规划、“数字城市”建设等都将发挥巨大的作用、呈现广阔的应用前景。

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